Khoáng chất chì-kẽm bị oxy hóa (cerussite, anglesite, smithsonite, hemimorphite, v.v.) có bề mặt ưa nước và không thể được tuyển nổi trực tiếp bằng chất thu gom xanthate. Việc thêm natri sunfua sẽ sunfua hóa quặng, cho phép hấp phụ xanthate sau đó. Ngoài chức năng sunfua hóa và hoạt hóa, natri sunfua còn cung cấp các chức năng ức chế chọn lọc, điều chỉnh độ pH của huyền phù và loại bỏ chất phản ứng, làm cho nó trở thành một chất phản ứng quan trọng trong quá trình xử lý chì-kẽm bị oxy hóa.
I. Quá trình sunfua hóa và hoạt hóa
- Cơ chế phản ứng
Natri sunfua bị thủy phân trong nước tạo ra các ion S²⁻ và HS⁻, chúng phản ứng với các ion kim loại trên bề mặt khoáng chất chì-kẽm bị oxy hóa thông qua quá trình hòa tan-kết tủa, tạo thành một lớp màng sunfua kỵ nước:
Cerussite:
PbCO₃ + 2HS⁻ → PbS + CO₂ + H₂O (phản ứng minh họa; hình ảnh giữ chỗ)
Smithsonite:
ZnCO₃ + 2HS⁻ → ZnS + CO₂ + H₂O (phản ứng minh họa; hình ảnh giữ chỗ)
Lớp màng PbS hình thành dày đặc và ổn định, hấp thụ mạnh xanthate và giúp cho chì bị oxy hóa có khả năng nổi giống như sunfua. Lớp màng ZnS thì lỏng lẻo và dễ bị oxy hóa và bong tróc; chỉ riêng natri sunfua không đủ để làm nổi kẽm bị oxy hóa, cần phải kích hoạt lại bằng chất thu gom amin sau đó.
- Giá trị ứng dụng
Nếu không có natri sunfua, hiệu suất thu hồi chì-kẽm bị oxy hóa nói chung sẽ thấp. Với quá trình sunfua hóa thích hợp, hiệu suất thu hồi chì tăng lên đáng kể. Sunfua hóa là điều kiện tiên quyết cho quá trình tuyển nổi quặng bị oxy hóa. Trên thực tế, natri sunfua được thêm vào trước để sunfua hóa, sau đó là xanthate để tuyển nổi chì chọn lọc.
II. Trầm cảm có chọn lọc
- Loại bỏ các tạp chất như sphalerit và pyrit.
Lượng S²⁻ dư thừa trong bột giấy bao phủ bề mặt galena, sphalerite và pyrite, cản trở sự hấp phụ xanthate và tạo ra hiệu ứng ức chế.
Trong giai đoạn tuyển nổi chì số lượng lớn, một lượng natri sunfua vừa phải được sử dụng để chỉ hoạt hóa chì bị oxy hóa; lượng dư sẽ ức chế chì đồng thời ức chế mạnh sphalerit sơ cấp, nhờ đó đạt được sự tách kẽm-chì.
Đối với giai đoạn tuyển nổi kẽm, chất thải chì phải được rửa sạch kỹ lưỡng để giảm nồng độ natri sunfua dư và loại bỏ hiện tượng suy giảm áp suất trước khi sử dụng chất thu gom amin để thu hồi kẽm. - Quy tắc liều lượng
Liều lượng không đủ: màng sunfua mỏng và không hoàn chỉnh, tỷ lệ thu hồi chì thấp.
Liều lượng vừa phải: kích hoạt hoàn toàn chì bị oxy hóa và ức chế vừa phải sphalerit, tách chiết tối ưu.
Liều lượng quá cao: lượng S²⁻ dư thừa sẽ ức chế cả chì bị oxy hóa và sphalerit, khiến hiệu suất thu hồi chì và kẽm giảm mạnh.
III. Chuẩn bị mô tủy
- Điều chỉnh độ pH
Quá trình thủy phân natri sunfua tạo ra dung dịch kiềm mạnh, tự nhiên duy trì độ pH của bột giấy trong khoảng thuận lợi từ 8,5 đến 11. Môi trường kiềm ngăn ngừa sự phân hủy oxy hóa của màng sunfua, tăng cường độ ổn định của quá trình sunfua hóa. - Kiểm soát Eh
Các ion sunfua khử làm giảm điện thế oxy hóa của bột giấy, ngăn ngừa sự khử hoạt tính oxy hóa của màng PbS. Đối với quặng bị oxy hóa cao, cần duy trì một lượng natri sunfua dư nhất định làm chất khử. - Sự kết tủa của các ion kim loại nặng có hại
Các ion Pb²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺ và Fe³⁺ tự do trong bột giấy kích hoạt khoáng chất tạp chất một cách không chọn lọc, làm giảm tính chọn lọc. S²⁻ kết tủa các ion này dưới dạng sunfua, loại bỏ sự can thiệp và giảm lượng thuốc thử tiêu hao không cần thiết. - Sự phân tán chất nhầy
Các sản phẩm thủy phân kiềm phân tán nhẹ các hạt bùn mịn, làm giảm sự bám dính của bùn lên bề mặt khoáng chất mục tiêu.
IV. Tác dụng ức chế/giải hấp
Khi sản xuất quặng cô đặc hỗn hợp chì-kẽm bị oxy hóa, một lượng lớn natri sunfua có thể được thêm vào với nồng độ cao. S²⁻ cạnh tranh với xanthate hấp phụ trên bề mặt khoáng chất, loại bỏ hoàn toàn chất thu gom. Sau khi rửa và nghiền lại, quá trình sunfua hóa và tách theo từng giai đoạn được áp dụng để giải quyết các khối kết dính chì-kẽm bị kẹt. Phương pháp này thường được sử dụng trong các mạch tuyển nổi quặng hỗn hợp oxy-sunfua đa kim loại phức tạp.
V. Sự khác biệt về tác dụng của natri sunfua đối với khoáng chất chì so với khoáng chất kẽm.
- Chì bị oxy hóa (cerussite) – tạo thành một lớp màng PbS dày đặc; lượng natri sunfua vừa phải là đủ để tuyển nổi ổn định; chỉ khi dư thừa mới gây ức chế. Thích hợp cho tuyển nổi chì khối lượng lớn dựa trên xanthate.
- Kẽm oxit (smithsonit) – tạo thành một lớp màng ZnS xốp; chỉ dùng natri sunfua không thể làm nổi nó. Natri sunfua chỉ đóng vai trò là chất xử lý sơ bộ, và cần phải sử dụng các chất thu gom cation như octadecylamine hoặc dodecylamine. Lượng natri sunfua còn sót lại sẽ ức chế mạnh quá trình tuyển nổi kẽm oxit.
VI. Những lời khuyên quan trọng về thực tiễn công nghiệp
- Phương pháp bổ sung chia nhỏ: thêm chất phụ gia vào cả giai đoạn nghiền và tuyển nổi sơ bộ để kéo dài thời gian tiếp xúc với quá trình sunfua hóa.
- Bã thải tuyển nổi chì cần được pha loãng và rửa sạch để giảm lượng natri sunfua còn sót lại trước khi tiến hành tuyển nổi kẽm.
- Đối với quặng có hàm lượng đất sét cao và bị oxy hóa mạnh, cần kết hợp với chất khử (bột sắt) và chất phân tán (natri hexametaphosphat) để ổn định lớp màng sunfua.
Tác dụng phụ: sinh ra khí độc hại có mùi trứng thối (H₂S) – cần thông gió; lượng thuốc thử dư thừa làm tăng chi phí; nồng độ sunfua trong nước thải vượt quá giới hạn cho phép.
Lưu ý đặc biệt: Nếu sử dụng NaHS, nó sẽ phân hủy dễ dàng.
Thời gian đăng bài: 13/07/2026
